Experimental analysis and modelling of historical masonries

La preservazione e la conservazione delle murature storiche si basano anche su un’appropriata conoscenza delle loro tecniche costruttive e del loro comportamento meccanico. In passato la mancanza di un’appropriata conoscenza dell’influenza delle tecniche costruttive delle murature sul loro comportamento meccanico ha spesso causato interventi errati e poco efficaci e, in alcuni casi, l’incremento delle vulnerabilità strutturali. La scelta dei parametri che influenzano il comportamento meccanico delle murature non può essere demandato unicamente alla letteratura tecnica che spesso descrive solo le tipologie di muratura più diffuse e non tiene conto dell’influenza della tecnologia costruttiva locale sulle prestazioni meccaniche delle murature investigate. Partendo da queste considerazioni generali, alcune murature romaniche di una chiesa, costituite da frammenti di tegole e di mattoni di reimpiego, sono state studiate attraverso un approccio multidisciplinare. La prima fase della ricerca è stata l’analisi delle tecniche costruttive. Nella seconda fase sono state eseguite analisi di laboratorio per determinare le proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dei materiali in opera (frammenti di tegole e di mattoni, malta). In una terza fase sono stati riprodotti dei provini di muratura impiegando gli stessi materiali e la stessa tecnica costruttiva delle murature investigate. Le prove di compressione sui provini di muratura hanno permesso di accertare l’influenza della tecnologia e della tecnica costruttiva sull’intero comportamento meccanico delle murature investigate ed, in generale, di incrementare la conoscenza attuale sulle murature storiche. Infine, il metodo NSCD (Non-Smooth Contact Dynamics method) è stato applicato per investigare il comportamento dinamico delle strutture in esame. Sono state eseguite delle analisi parametriche applicando un accelerogramma reale al basamento del modello tridimensionale della chiesa.The preservation and the conservation of historical masonries are also based on an appropriate knowledge of their constructive techniques and their mechanical behaviour. In the past the lack of knowledge about the influence of the constructive techniques of the masonries on their mechanical behaviour had often caused wrong and out of context repairs and in some cases the increment of the structural vulnerabilities. The choice of the parameters that influence the mechanical behaviour cannot be delegate only to the technical literature, that often describe only the most common types of masonry and it does not take into account the influence of the local constructive technology on the mechanical performances of the investigated masonries. Starting from these general considerations, some Romanesque masonries, made by tile and brick fragments, of a church were studied by a multidisciplinary approach. The first step of the research was the analysis of the constructive techniques. In a second phase the analyses of the chemical, physical and mechanical properties of the original materials (tile and brick fragments, mortars) were carried out by laboratory tests. In a third phase, wall specimens were built with the same materials and constructive technique of the investigated masonries. The results of the compression tests on the reproduced wall specimens allowed to assess the influence of the technology and the constructive technique on the entire mechanical behaviour of the investigated masonries and, in general, to increment the current knowledge on the historical masonries. Finally, the Non-Smooth Contact Dynamics (NSCD) method was applied to investigate the dynamical behaviour of the considered structures. Parametric analyses were carried out considering a real earthquake accelerogram applied to the supporting base of the threedimensional church